1、Q/SY中國石油天鈣顧飼企業(yè)標(biāo)準Q/SY 14872012采空區(qū)油氣管道安全設(shè)計與防護技術(shù)規(guī)范Specifications for safety design and prevention technique ofoil and gas pipeline in mining subsidence areas2012-07-03 發(fā)布2012-09-01 實施中國石油天然氣集團公司發(fā)布Q/SY 14872012 IQ/SY 14872012 #目 次 TOC o 1-5 h z iu w n范圍1規(guī)范性引用文件1術(shù)語和定義1采空區(qū)勘察2采空區(qū)管道線路選擇46采空區(qū)管道安全性設(shè)計57采空區(qū)管道敷設(shè)

2、78 采空區(qū)管道安全監(jiān)測 89管道壓煤開采與煤柱留設(shè)9K） 采空區(qū)災(zāi)害防治與應(yīng)急處置K）附錄A （資料性附錄）鋼管及組焊管段極限應(yīng)變值12附錄B （資料性附錄）修正頓涅茨工業(yè)建筑科學(xué)技術(shù)研究設(shè)計院法14附錄C （資料性附錄）采空區(qū)油氣管道安全校核計算方法16附錄D （資料性附錄）采空區(qū)油氣管道防治與應(yīng)急處置措施19附錄E （資料性附錄）管道內(nèi)最大軸向應(yīng)變的大小和方位2（）參考t獻21Q/SY 14872012Q/SY 14872012本標(biāo)準按照GB/T 1. 1-2()()9標(biāo)準化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準的結(jié)構(gòu)和編寫給出的規(guī)則 起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識

3、別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準由中國石油天然氣集團公司標(biāo)準化委員會天然氣與管道專業(yè)標(biāo)準化技術(shù)委員會提出并 歸口。本標(biāo)準起草單位：管道分公司管道科技研究中心、中國石油天然氣與管道分公司、西氣東輸管道 分公司、天地科技股份有限公司、北京科力華安地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測技術(shù)有限公司。本標(biāo)準主要起草人：吳張中、劉鍇、韓冰、荊宏遠、劉海青、郝建斌、黃建忠、馮偉、劉建平、 馬云賓。Q/SY 14872012 Q/SY 14872012 采空區(qū)油氣管道安全設(shè)計與防護技術(shù)規(guī)范1范圍本標(biāo)準規(guī)定了采空區(qū)油氣管道勘察、線路選擇、安全性設(shè)計、敷設(shè)、監(jiān)測、災(zāi)害防治和應(yīng)急處置 的內(nèi)容及基本要求。本標(biāo)準適用于通過煤礦采空區(qū)的陸上鋼質(zhì)長輸油氣

4、管道的新建、改擴建工程的勘察、設(shè)計、施 工，以及在役油氣管道的安全評價及防護，其他種類采空區(qū)可參照執(zhí)行。本標(biāo)準不適用于煤礦采空區(qū)內(nèi)帶有機械接頭或低匹配環(huán)焊縫接頭連接的管道。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T 15663.7煤礦科技術(shù)語 第7部分：開采沉陷與特殊采煤GB 5()251輸氣管道工程設(shè)計規(guī)范GB 5()253輸油管道工程設(shè)計規(guī)范GB 5()369油氣長輸管道工程施工及驗收規(guī)范GB 5047()油氣輸送管道線路工程抗震技術(shù)規(guī)范GB 5()5

5、68油氣田及管道巖土工程勘察規(guī)范JGJ 8建筑變形測量規(guī)范SY/T ()33()現(xiàn)役管道的不停輸移動推薦作法SY/T 41()9石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測SY/T 6828油氣管道地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險管理技術(shù)規(guī)范YS 5229巖土工程監(jiān)測規(guī)范建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程煤行管字20()()第81號3術(shù)語和定義GB/T 15663. 7界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3. 1采空區(qū) mining subsidence area地下資源采出后，留下的空間區(qū)域及其圍巖失穩(wěn)而產(chǎn)生位移、開裂、破碎垮落，直到上覆巖層整 體下沉、彎曲所引起的變形和破壞區(qū)域或范圍。注：根據(jù)采空區(qū)形成和管道

6、建設(shè)的時間關(guān)系，可把采空區(qū)分為三類：老采空區(qū)、現(xiàn)采空區(qū)和未來采空區(qū)。3. 2老采空區(qū) goaf管道建設(shè)之前已經(jīng)形成，且已停止開采并已達到沉陷穩(wěn)定狀態(tài)的采空區(qū)。3.3現(xiàn)采空區(qū) coal-mining area在管道建設(shè)及運行期間正在開采，且尚未達到沉陷穩(wěn)定狀態(tài)的采空區(qū)。3.4未來 采空區(qū) planning coal-mining area在管道建設(shè)及運行期間計劃開采而尚未開采，且暫時未出現(xiàn)沉陷的采空區(qū)。3.5井上下對照圖site map反映地物、地貌與井下采掘工程空間關(guān)系的綜合性圖紙。3.6采深 mining depth地表至開采煤層頂板的垂直距離。3.7采厚 mining thickness煤

7、層的開采厚度。3.8采深采厚比 ratio of mining depth and thickness采深（見3. 6）與采厚（見3. 7）的比值。3.9保拍煤柱 safety pillar為保護管道及其附屬設(shè)施而保留不采或暫時不采的煤體。10管道壓煤開采 coal mining under pipeline在保障管道安全運行條件下，采用特殊的方法和安全措施開采管道下煤層的技術(shù)。11采空區(qū)場地穩(wěn)定性評價 stability assessment of mining subsidence area在查明、分析、預(yù)測采空區(qū)特征、性質(zhì)、規(guī)模的基礎(chǔ)上，對其穩(wěn)定性及變形程度進行客觀評價。12反 向干預(yù)

8、reverse intervention管道受采空塌陷作用變形后，為使管道恢復(fù)到原位置的工程措施。13閃點 flash point石油產(chǎn)品在規(guī)定條件下，加熱到它的蒸氣與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時的最低溫度。4 采空區(qū)勘察1 一般要求4.1.1建設(shè)期管道采空區(qū)勘察可分為可行性研究勘察、初步設(shè)計勘察、施工圖設(shè)計勘察及施工勘察; 運營期管道采空區(qū)勘察可分為采空區(qū)調(diào)查和防治工程勘察。4.1.2建設(shè)期管道采空區(qū)勘察按GB 50568的規(guī)定執(zhí)行，管道路線縱向上有煤層分布的地段均應(yīng)勘 察；運營期調(diào)查與防治工程勘察按GB 50568及SY/T 6828的規(guī)定執(zhí)行。4.1.3對于老采空區(qū)，宜采取適當(dāng)?shù)奈锾交蜚@探手段

9、，以查明采空區(qū)特征。 4.1.4管道通過采空區(qū)場地地段劃分應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1管道通過采空區(qū)場地地段的劃分地段劃分地質(zhì)、地形、地貌、開采方法一般地段采深采厚比大于或等于200的深層采空區(qū)；煤層傾角平緩（15），地層穩(wěn)定條件較 好，無大的斷層、陷落柱、水砂層和軟土層；地面坡度不大于10且地形起伏變化很小的 平原或地下水位較低的斜坡；開采方法為條帶或充填法等特殊開采方法不利地段采深采厚比大于40,但小于200的中深層采空區(qū)；煤層傾角傾斜（1645），有全新 世以來活動斷裂，河岸和邊坡邊緣、軟硬不均的場地（如古河道、斷層破碎帶、暗埋的塘 浜溝谷及半挖半填地基等）；地面平均坡度大于10且地形起伏變化

10、很大的山區(qū)，具有山 頂、山坡、山梁、溝谷等山區(qū)地形地貌特征；長、短壁陷落法開采地段及采深采厚比較小 的小煤窯地區(qū)危險地段采深采厚比小于或等于40的淺層采空區(qū)；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，煤層傾角急傾斜（46）， 上覆巖層和松散層內(nèi)含有厚度大于lm的水砂層或軟土層；采空區(qū)內(nèi)具有落差大于10m, 直立地表的高角度斷層帶；直徑大于40m.面積大于1200m2的陷落柱和沖刷帶；采空區(qū)的 水位較高，地表塌陷盆地內(nèi)積水；采空塌陷時可能發(fā)生斷裂、滑坡、崩塌等次生災(zāi)害地段， 巷柱式、房柱式、高落式開采地段4. 1.5采空區(qū)穩(wěn)定性分級應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2采空區(qū)穩(wěn)定性分級穩(wěn)定性級別地表變形指標(biāo)危險程度水平變形e mm/m傾斜

11、imm/m曲率半徑尺km下沉速度Vmm/月I9. 06. 01. 02. 550較高UJ2. 06. 03. 06. 02. 5 4. 0550一般IV0. 52. 00. 63. 04. 02005較低V0. 520無注：判定采空區(qū)所屬級別時，只需滿足該級別中各地表變形指標(biāo)中的一項指標(biāo)。4.2可行性研究階段4.2.1應(yīng)通過收集工作區(qū)內(nèi)的地質(zhì)資料、礦產(chǎn)資料和采礦資料，并進行必要的地質(zhì)勘察，根據(jù)礦產(chǎn) 壓覆評估報告提出的壓礦區(qū)域進行重點考慮，了解管道建設(shè)范圍內(nèi)的礦產(chǎn)分布及采掘情況，宜通過現(xiàn) 場踏勘來分析管道可能遇到的大范圍采空區(qū)的位置、范圍、類型等，對采空區(qū)的穩(wěn)定性及管道建設(shè)的 適宜性作出評價，從

12、技術(shù)、經(jīng)濟上論證修建管道的可行性。4. 2.2應(yīng)調(diào)查、估算擬建管道影響范圍內(nèi)的壓煤數(shù)量。4.2.3調(diào)查管道線路影響范圍內(nèi)煤礦的分布、采深、采厚及正在采煤的煤礦確切位置、產(chǎn)量、采煤 方法。4.2.4采空區(qū)對擬建管道的危害性宜按表2進行定性或按SY/T 6828的規(guī)定進行半定量分析，評價 其風(fēng)險，提出管道通過或繞避的建議。4. 3初步設(shè)計階段4.3.1應(yīng)對擬定線路沿線采空區(qū)進行全線現(xiàn)場踏勘、勘察，查明其工程地質(zhì)條件及采空區(qū)地表開裂、 變形等引起的各類不良地質(zhì)現(xiàn)象。4.3.2根據(jù)采空區(qū)油氣管道安全評價需要，宜查明下列內(nèi)容：a）礦層的分布、層數(shù)、厚度、深度、埋藏特征和上覆巖層的巖性、構(gòu)造等。b）礦層開

13、采的范圍、深度、厚度、時間、方法和頂板管理，采空區(qū)的塌落、密實程度、空隙 和積水等。O 地表變形特征和分布，包括地表陷坑、臺階、裂縫的位置、形狀、大小、深度、延伸方向及 其與地質(zhì)構(gòu)造、開采邊界、工作面推進方向等的關(guān)系。d）地表移動盆地的塌陷范圍與特征，劃分中間區(qū)、內(nèi)邊緣區(qū)和外邊緣區(qū)，確定地表移動和變 形的發(fā)展趨勢與特征值。e）采空區(qū)附近的礦井或供水井的抽排水情況及其對采空區(qū)穩(wěn)定性和治理工程的影響。f）搜集建筑物變形和防治措施的經(jīng)驗。g）采空區(qū)可能誘發(fā)其他地質(zhì)災(zāi)害的情況。4.3.3應(yīng)以現(xiàn)場地質(zhì)、采礦調(diào)查、工程地質(zhì)測繪和物探工作方法為主，輔以鉆探工作及簡易水文地 質(zhì)觀測試驗或地表變形觀測。4.3.

14、4管道通過采空區(qū)的風(fēng)險宜按SY/T 6828的規(guī)定進行半定量或按6. 3進行定量評價，對于可治 理的采空區(qū)應(yīng)提出防治措施及運營期防護方案或建議，對不可治理的采空區(qū)提出避讓方案。 4.3.5宜根據(jù)勘察情況，合理設(shè)置線路截斷閥室，并應(yīng)符合以下要求：a）閥室的設(shè)置應(yīng)符合GB 5（）251和GB 5（）253的規(guī)定，在采空塌陷區(qū)兩端間距可稍做調(diào)整。b）閥室設(shè)置應(yīng)同時考慮線路陰極保護站、泄漏監(jiān)測、通信系統(tǒng)、河流穿越岸邊閥室等要求， 合理確定。4.4施工圖設(shè)計階段4.1根據(jù)初步設(shè)計勘察結(jié)果，優(yōu)化施工圖設(shè)計。4.2應(yīng)查明初勘階段尚未查明或有疑點的問題。4.3應(yīng)根據(jù)勘察情況，提出合理的采空區(qū)防治設(shè)計、監(jiān)測與施

15、工方案。4.5施工階段4.5.1應(yīng)對管道通過采空區(qū)地段的礦產(chǎn)開采、塌陷變形、誘發(fā)其他災(zāi)害發(fā)展情況進行實時編錄。 4.5.2在施工過程中出現(xiàn)新的問題，應(yīng)補充勘察，根據(jù)勘察結(jié)果變更設(shè)計。5采空區(qū)管道線路選擇1 一般要求5.1.1應(yīng)在多方案論證、比選的基礎(chǔ)上，確定禁采范圍，并有利于施工和運行維護。 5.1.2管道選線應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，在滿足安全、有條件的情況下，宜沿高速公路、建筑物、水 體、鐵路、井田邊界線等區(qū)域附近敷設(shè)。5.1.3線路宜順應(yīng)礦區(qū)地形、地物的要求，保持線形的連續(xù)性，避免突變。5.2線路避繞5.2.1采空區(qū)管道線路選擇時，應(yīng)收集沿線礦區(qū)開采和場地穩(wěn)定性等有關(guān)資料，應(yīng)對管道通過采空Q/

16、SY 14872012Q/SY 14872012區(qū)場地的一般、不利和危險地段作出綜合評價，宜避開不利地段和危險地段。 5.2.2宜避繞I級漢級采空區(qū)，必須通過時，應(yīng)采取防治措施，并提出運營期安全維護方案。 5.2.3除滿足5.2.2的規(guī)定外，管線宜避繞下列地區(qū)：老采空區(qū)分布地帶和難以治理的采空區(qū)及其影響范圍。開采過程中可能出現(xiàn)非連續(xù)變形地段。地表處于移動活躍階段或位于移動盆地邊緣強烈大變形地帶。易引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害地段。特厚煤層和傾角大于55厚煤層的露頭地段。6采空區(qū)管道安全性設(shè)計6. 1 一般要求1.1在對管道開展設(shè)計前，應(yīng)進行采空區(qū)穩(wěn)定性評價，確定采空區(qū)穩(wěn)定性等級，并評估采空區(qū)地 質(zhì)災(zāi)害情況

17、。1.2位于I級漢級采空區(qū)的管道，均應(yīng)進行管道抗拉伸和抗壓縮校核。1.3采空區(qū)內(nèi)不應(yīng)設(shè)計帶有閥門、法蘭的管道。1. 4不宜在采空區(qū)內(nèi)建立閥室、站場。6.2采空區(qū)穩(wěn)定性評價2.1按4. 3.2獲得的資料進行評價。6. 2.2應(yīng)對地表移動與變形進行計算，并符合以下規(guī)定：地表移動與變形值的預(yù)計及參數(shù)求取方法應(yīng)按照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè) 與壓煤開采規(guī)程(煤行管字2()0()第81號)推薦的方法進行計算。根據(jù)采空區(qū)安全評價需要，計算成果應(yīng)有能反映采空區(qū)地表水平、垂直變形特征的相關(guān) 圖件。6. 2.3根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及計算結(jié)果，按表2對采空區(qū)穩(wěn)定性進行分級。6.3采空區(qū)管道安全校核1采空區(qū)管道材

18、料應(yīng)符合GB 5()251或GB 5()253的有關(guān)規(guī)定。通過采空區(qū)的管道，宜做出材料 的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線，焊縫應(yīng)進行100%射線或超聲波檢測且檢驗合格，標(biāo)準應(yīng)不低于SY/T 41()9 中規(guī)定的n級。6.3.2通過采空區(qū)的管道，當(dāng)符合以下情況之一時，宜采用應(yīng)力校核，管道軸向拉伸或壓縮容許應(yīng) 力 R或 R應(yīng)按SY/T 6828的規(guī)定確定：L45() (X65)及以下鋼級。管道受力采用簡支梁力學(xué)模型分析。不連續(xù)變形管道。6.3.3通過采空區(qū)的L485 (X70)及以上鋼級或連續(xù)變形管道，宜采用應(yīng)變校核，容許應(yīng)變應(yīng)滿足 下列要求。6. 3. 3. 1埋地管道軸向容許拉伸應(yīng)變按公式(1)計算：et

19、 = pEter式中：et埋地管道軸向容許拉伸應(yīng)變；Q/SY 14872012 Q/SY 14872012 et拉伸應(yīng)變承載系數(shù)，取0.7;er-鋼管及組焊管段的極限拉伸應(yīng)變，按實測值或宜按照附錄A中的公式確定，公式應(yīng)用的 基本條件應(yīng)符合GB 50470中的相關(guān)要求。2埋地管道軸向容許壓縮應(yīng)變應(yīng)按公式（2）和公式（3）計算，并應(yīng)取較小值：ec = 0. 3 吾(2)ec = 0. 8ef (3)式中：ej埋地管道軸向容許壓縮應(yīng)變；8管道壁厚，單位為米（m）;D管道外徑，單位為米（m）;er1鋼管及組焊管段的極限壓縮應(yīng)變，按實測值或宜按照附錄A中的公式確定，公式應(yīng)用的 基本條件應(yīng)符合GB 504

20、70中的相關(guān)要求。6. 3.4當(dāng)符合下列情況之一時，可采用有限元方法進行安全校核。a）位于斜坡、崩塌地段及復(fù)雜地質(zhì)條件地區(qū)的管道。b）位于煤層傾角大于45的采空區(qū)管道。6.3.5當(dāng)采用有限元法進行采空區(qū)油氣管道安全校核時，應(yīng)合理確定有限單元的類型和數(shù)量，并應(yīng) 符合以下規(guī)定：a）應(yīng)采用能分析幾何大變形和材料非線性的有限元計算方法。b）可能發(fā)生大變形的管道部分，管道單元的長度不應(yīng)大于管道的直徑。c）管土相互作用可按GB 50470中的規(guī)定，采用土彈簧進行模擬。6.3.6不符合6.3.4規(guī)定的情況時，可按6.3.7和6. 3. 8對采空區(qū)管道進行安全校核。6.3.7當(dāng)符合下列情況之一時，可參考附錄B

21、中的方法進行計算。a）采用應(yīng)力設(shè)計的管道。b）通過未來采空區(qū)的管道。6.3.8當(dāng)不符合6.3.7規(guī)定的情況時，通過采空塌陷區(qū)的管道校核計算，宜按下列規(guī)定。6.3.8. 1沿管道軸向方向土壤與管道外表面之間單位長度上的摩擦力按GB 50470中的相關(guān)規(guī)定 計算。6. 3. 8. 2由采空塌陷引起的管道幾何伸長，可按公式（4）計算：LG =/1 + Ay/dju）2 djr - L （4）J 0式中：Le采空塌陷引起的管道幾何伸長，單位為米（m）;r管道軸向位置；管道的撓曲方程，參考附錄C中的方法計算；L采空塌陷時管道受塌陷影響長度，單位為米（m）。8.3采空塌陷引起的管道物理伸長可按公式（5）計

22、算：ALP = AL! + AI,2 （5）式中：LP采空塌陷引起的管道物理伸長，單位為米（m）;L,塌陷區(qū)管段的物理伸長，單位為米（m），宜按照附錄C中的方法計算；（6）計算:AL2非塌陷區(qū)埋設(shè)管段的物理伸長，單位為米（m），宜按照按附錄C中的方法計算。 6. 3.8.4管道伸長量可采用迭代法按公式(6)Lg - ALP6. 3. 8. 5管道最大應(yīng)變按公式（7）計算:max L L式中：emax采空塌陷引起的管道最大應(yīng)變。6. 3. 9進行管道安全校核時應(yīng)計人實際可能存在的偏差，計算荷載應(yīng)乘以附加荷載加大系數(shù)，荷載 加大系數(shù)按表3選取。表3計算荷載加大系數(shù)荷載名稱荷載加大系數(shù)a氣管線內(nèi)壓1

23、. 19 (1. 06)原油管線和閃點低于4 5 C的油品管線內(nèi)壓1. 15 (1. 05)閃點高于45C的油品管線內(nèi)壓1. 1 (1. 04)管體自重1. 1管線上的構(gòu)筑物重1. 2土壤重量1. 4地震作用力1. 0注：荷載加大系數(shù)代表了標(biāo)準荷載偶然性的加大。a如果土壤重量和構(gòu)筑物重量有加大的偶然性，內(nèi)壓荷載系數(shù)取圓括號中的值。10管道安全校核應(yīng)符合下列規(guī)定：a）采用應(yīng)力校核時：1）a或時，應(yīng)采取應(yīng)急防治措施，按10.4執(zhí)行；2）7a a或7、；|時，參考附錄D采取相應(yīng)的防護措施。b）采用應(yīng)變校核時：1）吋，應(yīng)采取應(yīng)急防治措施，按10. 4執(zhí)行；2）emaxet或吋，參考附錄D采取相應(yīng)的防護

24、措施。7采空區(qū)管道敷設(shè)7.1般要求1. 1采空區(qū)管道敷設(shè)應(yīng)符合GB 50369的有關(guān)規(guī)定。1.2采空區(qū)管道宜寬溝淺埋、彈性敷設(shè)，不宜敷設(shè)彎管，有條件時可采用地面或地上（跨越） 敷設(shè)。1. 3采空區(qū)內(nèi)應(yīng)減少連頭焊口的數(shù)量，對焊口應(yīng)逐一進行外觀檢查。1.4采空區(qū)管道敷設(shè)施工前，準備工作應(yīng)包括下列內(nèi)容：a）在管道線路工程設(shè)計交底及圖紙會審工作中，設(shè)計部門應(yīng)對設(shè)計圖紙中有關(guān)采空區(qū)管道敷設(shè) 規(guī)定部分進行專項交底，并應(yīng)做好會審記錄。b）承擔(dān)采空區(qū)管道敷設(shè)施工的單位應(yīng)對參加施工的各級人員進行專項作業(yè)培訓(xùn)。7.2敷設(shè)措施7.2.1彈性敷設(shè)應(yīng)結(jié)合管道敷設(shè)區(qū)域預(yù)測可能發(fā)生的局部環(huán)境地質(zhì)變化，在設(shè)計階段應(yīng)充分考慮未

25、 來管道可能面臨的環(huán)境變形風(fēng)險，具體包括以下措施：a）宜加寬加深管溝，在管溝中大面積長距離回填細砂或發(fā)泡顆粒輕量土等松散物質(zhì)。b）可適當(dāng)增大管道焊接強度、提高管道壁厚和防腐等級等措施，增強管道自身安全性。 7.2.2管道彈性彎曲曲率半徑按GB 5（）251中的方法設(shè)計，沿管道方向地表曲率半徑不應(yīng)小于管道 彈性彎曲的曲率半徑。7.2.3埋地敷設(shè)時，管底應(yīng)與溝底貼合，溝底宜鋪設(shè)0. 3m（）. 5m厚的細顆粒土。7.2.4管溝宜采用保溫疏松材料回填，宜按照GB 5047（）中的回填要求執(zhí)行。2. 5管線上所有特殊安裝位置應(yīng)進行檢查并宜按照GB 5047（）中的檢查要求執(zhí)行。8采空區(qū)管道安全監(jiān)測1

26、一般要求1. 1采空區(qū)油氣管道巡檢及專業(yè)監(jiān)測應(yīng)符合SY/T 6828中的要求。8.1.2應(yīng)建立巡檢機制，對采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)段定期巡檢，每次巡檢均應(yīng)有記錄，地質(zhì)災(zāi)害的巡 檢可與日常巡檢相結(jié)合。8.1.3 I級m級采空區(qū)及管道宜進行專業(yè)監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容宜符合以下規(guī)定：a）I級、n級采空區(qū)宜進行地表變形、管體應(yīng)變及管體位移監(jiān)測。b）m級采空區(qū)宜進行地表變形及管體應(yīng)變監(jiān)測。8.1.4進行管體應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測并將管體軸向應(yīng)力應(yīng)變作為管道失效預(yù)報、預(yù)警依據(jù)的，可根據(jù)以下 要求確定預(yù)報預(yù)警閾值：a）以應(yīng)力準則設(shè)計的管段，用管材容許應(yīng)力作為管道失效預(yù)報閾值，最小屈服極限作為管道失 效預(yù)警閾值。b）以應(yīng)變準則設(shè)計的

27、管段，用管材容許應(yīng)變作為管道失效預(yù)報閾值，極限應(yīng)變作為管道失效 預(yù)警閾值。8.2 采空區(qū)地表變形監(jiān)測8.2.1采空區(qū)地表變形監(jiān)測包括地表位移監(jiān)測和與變形有關(guān)的物理量監(jiān)測，地表位移監(jiān)測分為絕對 位移監(jiān)測和相對位移監(jiān)測：a）絕對位移監(jiān)測：監(jiān)測采空區(qū)三維（X，y. Z）位移量與位移速率，采空區(qū)內(nèi)外邊緣區(qū)應(yīng)監(jiān) 測水平位移和垂直沉降，中間區(qū)重點監(jiān)測垂直沉降量和沉降速率。b）相對位移監(jiān)測：監(jiān)測采空區(qū)地表移動盆地內(nèi)外邊緣區(qū)地表的壓縮、拉伸變形（外邊緣區(qū)地 表或建筑物裂縫兩側(cè)點與點之間的相對位移量，如張開、閉合、錯動、抬升、下沉等）。c）與采空區(qū)變形有關(guān)的物理量監(jiān)測：可采用地應(yīng)力、地聲監(jiān)測等。d）采空區(qū)形成和

28、變形相關(guān)因素監(jiān)測：宜對地下水活動進行監(jiān)測，包括采空區(qū)及采空區(qū)鉆孔、 井、洞、坑、盲溝等地下水的水位、水壓、水量、水溫、水質(zhì)等動態(tài)變化，抽水井和泉水 的流量、水溫、水質(zhì)等動態(tài)變化，土體含水量等的動態(tài)變化。8.2.2采空區(qū)塌陷災(zāi)害監(jiān)測點網(wǎng)布設(shè)宜參照以下原則：a）根據(jù)地表移動盆地和管道的敷設(shè)位置布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)，并能完全覆蓋受塌陷影響的管段。b）測線根據(jù)地表移動盆地形狀和管道敷設(shè)情況布置，并有與管道走向平行或重合的測線。c）地表測點布設(shè)盡可能兼顧各個變形區(qū)域和管道，在局部變形活動嚴重區(qū)域可增布測點；管道 應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測截面布置在地表移動盆地的各個區(qū)域的典型位置，在變形嚴重區(qū)域重點布設(shè)。2. 3地表位移監(jiān)測點

29、的布設(shè)宜按照YS 5229中的相關(guān)要求執(zhí)行。2.4地表位移監(jiān)測應(yīng)等間距布設(shè)，間距不宜大于表4中的數(shù)值，重點及特殊區(qū)域可適當(dāng)加密。表4地表位移監(jiān)測點間距平均開采深度H, mH05050H0100100Ho200200H()300監(jiān)測點間距m5101520258.2.5地表位移監(jiān)測點應(yīng)埋設(shè)標(biāo)石，宜采用有強制歸心裝置的觀測墩，埋設(shè)時宜采用經(jīng)緯儀標(biāo)定方 向，埋深宜為0. 4m0. 5m，在凍土區(qū)宜埋設(shè)在凍深線下0. 5m。8.3管體應(yīng)變監(jiān)測8.3.1對于能預(yù)計塌陷范圍的采空區(qū)，應(yīng)在最大壓縮土體應(yīng)變、最大拉伸土體應(yīng)變和最大凸形彎曲 出現(xiàn)的地方布設(shè)監(jiān)測截面，并盡可能覆蓋這些危險區(qū)域；對于難以預(yù)計塌陷范圍的

30、采空區(qū)，宜均勻布 設(shè)監(jiān)測截面，監(jiān)測截面之間的距離不應(yīng)大于管道最大允許的懸空長度。8.3.2應(yīng)變監(jiān)測截面上應(yīng)至少布置3個軸向監(jiān)測點，監(jiān)測點可參考附錄E設(shè)置并計算管體最大和最 小應(yīng)變值。8.3.3管道實際應(yīng)變應(yīng)為8.3.2中的監(jiān)測計算數(shù)值、操作條件下荷載（內(nèi)壓、溫差）引起的軸向應(yīng) 變與監(jiān)測措施布置前采空塌陷作用下管道產(chǎn)生軸向應(yīng)變值的組合，當(dāng)管道彈性敷設(shè)時還應(yīng)計人彈性彎 曲應(yīng)變。8.3.4 操作條件下荷載（內(nèi)壓、溫差）引起的軸向應(yīng)變按GB 50251和GB 50253中的公式換算，監(jiān) 測措施布置前采空塌陷作用下的應(yīng)變值及管道最大允許的懸空長度可參照6.3中的相關(guān)要求分析計 算，彈性彎曲應(yīng)變按GB 5

31、0470中的公式計算。8.4管體位移監(jiān)測8.4.1管體位移監(jiān)測可根據(jù)需要，分別或組合測定采空區(qū)管體傾斜、水平位移和垂直位移。4. 2管體位移監(jiān)測方法宜按照JGJ 8中的相關(guān)要求執(zhí)行。4. 3管體位移測量的每一觀測軸線上不應(yīng)少于3個觀測點。8.4.4觀測點應(yīng)固定于管頂，可采用抱箍式或套筒式裝置，宜在管體頂部均勻布設(shè)并能永久留存； 當(dāng)不能在管線上直接設(shè)點時，可在管線周圍土體中埋設(shè)位移傳感器間接監(jiān)測管線位移。9管道壓煤開采與煤柱留設(shè)9.1管道壓煤開采9.1.1開采管道下壓煤，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)及開采技術(shù)條件，選用合理成熟的開采技術(shù)，宜對受采動影響 的管道進行及時監(jiān)測與防護。9.1.2管道壓煤試采結(jié)束后，應(yīng)系

32、統(tǒng)分析和總結(jié)采動對管道造成的影響。9.1.3符合下列條件之一者，管道壓煤可采用全部垮落法進行試采：符合6. 3的安全規(guī)定。對管道采取可靠的監(jiān)控措施，能使管道在地表沉陷期間符合6. 3的安全規(guī)定。O薄及中厚煤層的采深與單層采厚比大于或等于4()().并對管道采取可靠的監(jiān)控措施。厚煤層及煤層群的采深與分層采厚比大于或等于5()().并對管道采取可靠的監(jiān)控措施。根據(jù)該礦井在管道下采煤的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，表明能保證管道安全的。9.1.4在管道下采煤時，最小深度中的基巖厚度應(yīng)大于垮落帶高度。9.1.5對采深采厚比小于9. 1.3的煤層，在技術(shù)上可能和經(jīng)濟上合理的條件下，可采用充填法或條 帶法試采。9.1.6管

33、道壓煤開采設(shè)計可分為方案設(shè)計和初步設(shè)計兩個步驟。對于生產(chǎn)礦井，方案設(shè)計應(yīng)在提出 開采計劃后完成，初步設(shè)計則應(yīng)在方案批準后編制。9. 1.6.1方案設(shè)計應(yīng)包括以下內(nèi)容：管道特征及其壓煤開采的必要性、可能性和安全可靠性。實現(xiàn)管道下采煤的各種技術(shù)方案，包括采煤方法和頂板管理方法的選擇與論證，開采技術(shù) 措施、管道運營安全措施及應(yīng)急方法。開采技術(shù)方案及管道安全措施的技術(shù)、經(jīng)濟評價和費用概算。1.6. 2初步設(shè)計應(yīng)包括以下內(nèi)容：開采方法，應(yīng)包括采煤方法和頂板管理方法、工作面布置、推進速度和開采順序，以及有關(guān) 的巷道布置及生產(chǎn)系統(tǒng)。地表移動與變形預(yù)計，應(yīng)闡明選用的計算公式、軟件和參數(shù)，管道所在處地表的下沉、

34、水 平移動、水平變形、曲率等計算結(jié)果及有關(guān)圖表。O管道監(jiān)測和調(diào)控方法及安排。設(shè)計概算及經(jīng)濟效益分析與評價。9.2管道保護煤柱的留設(shè)9.2.1符合以下條件之一時，應(yīng)為管道及其附屬設(shè)施或配套建筑留設(shè)保護煤柱。管道安全校核情況同6. 3. 1() a)。薄及中厚煤層的采深與單層采厚比小于12()。厚煤層及煤層群的采深與分層采厚比小于16()。管道隧道。站場。地下儲庫等。9.2.2留設(shè)保護煤柱時，管道受護面積不應(yīng)小于管溝溝底寬度。9.2.3受護對象邊界按2()m向外留設(shè)圍護帶。9.2.4保護煤柱應(yīng)在管道線路的橫剖面上按垂直剖面法設(shè)計，管道與煤層走向斜交時，應(yīng)采用斜交 剖面移動角進行留設(shè)，留設(shè)方法按建筑

35、物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程(煤 行管字2()0()第81號)的要求執(zhí)行。10采空區(qū)災(zāi)害防治與應(yīng)急處置1般要求10.1.1采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理和管道防護應(yīng)符合SY/T 6828的要求，并應(yīng)采取適宜的措施防止或減 少采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害對管道的危害。10.1.2短期不易查明采空區(qū)性質(zhì)時，可結(jié)合監(jiān)測措施，分期治理，并制定應(yīng)急搶險預(yù)案。10. 1.3采空區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理應(yīng)確定管道中心線的準確位置，并在工程地質(zhì)測繪和地形測繪時將管道 及附屬設(shè)施位置標(biāo)出.管道中心線位置誤差不應(yīng)大于0. 5m。10.2采空區(qū)塌陷災(zāi)害治理10.2.1采空區(qū)治理應(yīng)在按6. 2.2計算采空塌陷范圍及現(xiàn)場評估的基礎(chǔ)上，綜

36、合確定治理的長度(沿 管道軸線方向)、寬度(垂直管道軸線方向)和深度。10. 2.2采空區(qū)治理可選用充填法及地基加筋抗變形方法綜合開展。10. 2.2.1充填法宜采取地面注漿充填、開挖回填及井下矸石充填等，并應(yīng)符合以下規(guī)定：注漿充填適用于不具備井下人工施工條件的采空區(qū)，施工前應(yīng)選擇一試驗段，按設(shè)計注漿鉆 孔總數(shù)5%1()%的孔進行現(xiàn)場注漿試驗。開挖回填可用于管道下淺層及高邊坡地段的采空區(qū)，可開挖至采空區(qū)部位，用灰土或素土 分層回填夯實。井下矸石充填適用于井下巷道完整的采空區(qū)。10. 2.2.2地基加筋抗變形方法可在管溝及地基結(jié)構(gòu)中采用土工格柵、土工格室等加筋措施來減少和 延緩地層的變形。10.

37、3管道防護措施10.3.1管道防護可分為釋放應(yīng)力法、管道反向干預(yù)法等措施。10.3.2釋放應(yīng)力方法應(yīng)充分評估開挖和管道懸空的安全性，具體包括以下措施：在采空塌陷地表移動盆地全長開挖溝槽并沿管道軸向向兩側(cè)適當(dāng)延伸。宜夯實密實管道下方土壤，避免管體懸空。管溝周邊宜填置耐腐蝕且保溫的稻草或泡沫等材料，并留有變形區(qū)間，管體上覆回填細砂或 發(fā)泡顆粒輕量土等松散物質(zhì)。10.3.3塌陷裂縫應(yīng)回填夯實，防止地表水下滲。10.3.4管道反向干預(yù)法適用于采空區(qū)頂板在較長時間段內(nèi)緩慢變形的情況，實施時應(yīng)充分評估開挖 和管道懸空的安全性；當(dāng)采取牽引、舉升等手段時應(yīng)設(shè)置管體應(yīng)力應(yīng)變實時監(jiān)測措施。10.3.5不同級別下的

38、采空區(qū)治理及管道防護建議措施參見附錄D。10. 4管道應(yīng)急處置10. 4. 1當(dāng)管道通過I級漢級采空區(qū)時，應(yīng)編制采空區(qū)油氣管道應(yīng)急搶險預(yù)案。10. 4. 2管道應(yīng)急處置措施可參考1(). 3選擇快速有效的方法，也可在評價管體安全性的基礎(chǔ)上參考 SY/T ()33()執(zhí)行，對于因采空塌陷造成管道連續(xù)懸空超過2()m時，可采用懸索跨越方式。10. 4.3當(dāng)采取吊、抬管等手段時，宜設(shè)置管體應(yīng)力應(yīng)變實時監(jiān)測措施。10. 4. 4當(dāng)監(jiān)測或其他跡象表明管道應(yīng)力應(yīng)變超過容許值，且無充足時間組織工程治理時，應(yīng)及時處 理，采取有效措施。Q/SY 14872012Q/SY 14872012附錄A（資料性附錄）鋼管

39、及組焊管段極限應(yīng)變值1在資料缺乏時，可采取公式（A. 1）和公式（A. 2）估算鋼管及組焊管段的極限拉伸應(yīng)變值：a）表面型缺欠時：er*（1 + 16. 1A4-45 ） （ - 0. 157 + 0. 239f*0 241 -0 315） （A. 1）b）深埋型缺欠時：er* = 108061200735 0-364（12. 3-4. 65 + 0. 495） （11. 8 - 10. 6A） （_ 5. 14 + 20.（-3. 63 + llTv - 8. 44V） - 0. 836 + 0. 733+0. 0483?+ :J（A. 2）式中：er 鋼管及組焊管段的極限拉伸應(yīng)變；8C表觀

40、CTOD韌性，單位為毫米（mm）, 0. lc0. 3；A屈強比，0. 7A0. 95;e缺欠長度c與壁厚比率穿，7缺欠深度a與壁厚比率（表面缺欠時）或（深埋缺欠時），7 0.5；缺欠深度d與壁厚比率5管道壁厚，單位為毫米（mm），8。2表面型缺欠和深埋型缺欠的典型示意圖見圖A. 1和圖A. 2。3在資料缺乏時，可采取公式（A.3）和公式（A.4）估算鋼管及組焊管段的極限壓縮應(yīng)變值:e:nt = 0. 5 昔-0.0025 + 30002Ej 穿 D式中：Es管體下方土的彈性模量，單位為帕（Pa）;Zo管道的單位長度，單位為米（m），可取s 土的泊松比。C.3管道內(nèi)軸向應(yīng)變引起的物理伸長按公式

41、（C. 11）和公式（C. 12）計算:L2/X 22EAAz+,E(/ + 2)C7/(C. 12)式中：7y管材有效屈服應(yīng)力，單位為帕（Pa）,當(dāng)溫度小于12（）C時，取最小屈服強度； A管體橫截面面積，單位為平方米（m2）;a, yRamberg - Osgood系數(shù)，應(yīng)根據(jù)管材的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線選取，若無曲線值可參考表C. 1中的經(jīng)驗值選??；表C. 1 常用管道鋼的Ramberg - Osgood系數(shù)鋼級Grade 一 BX42X52X60X70X80HD1X80HD2屈服強度，MPa227310358413517530530a1()159105. 522. 5415. 94/100

42、32101216. 622. 9815. 95Ls埋設(shè)管段的變形長度，單位為米（m）;fs沿管道軸向方向土壤與管道外表面之間單位長度上的摩擦力，單位為牛每米（N/m），按 GB 50470中的相關(guān)要求計算。附錄D（資料性附錄）采空區(qū)油氣管道防治與應(yīng)急處置措施不同穩(wěn)定性級別的采空區(qū)治理及管道防護建議措施見表D. 1。表D. 1管道通過采空區(qū)防治措施分類列表穩(wěn)定性級別防治措施采空區(qū)治理建議措施管道防護建議措施I回填防滲：采空區(qū)下部回填大塊石，上部夯填黏性 土a，管溝底部用水泥抹面。在輸油氣站場及閥室 等地區(qū)，可用灌注樁或旋噴灌注樁進行地基加固， 也可用鋼筋混凝土回填封閉或在回填夯土的上部鋪 鋼筋混凝